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By D. R. Willmer

An understanding of how health and safety management systems (HSMS) reduce worksite injuries, illnesses and fatalities may be gained in studying the behaviors of health and safety leaders. These leaders bear the accountability for identifying, understanding and managing the risks of a mining operation. More importantly, they have to transfer this knowledge of perception, recognition and response to risks in the mining environment to their workers. The leaders’ efforts to build and maintain a mining operation’s workforce that consistently executes safe work practices may be captured through more than just lagging indicators of health and safety performance. This exploratory study interviewed six leaders in occupations such as site-level safety supervisors, mine superintendents and/or general managers at surface and underground stone, sand and gravel and metal/nonmetal mine sites throughout the United States, with employee populations ranging from 40 to 175. In exploring leaders’ perspectives on how they systematically manage health and safety, examples such as approaches to task training, handling near-miss incidents, identifying future leaders and providing workers with feedback offer insights into how leaders translate their knowledge and management of site-level risks to others.

Jan 1, 2018

By L. Zhou, J. P. Rider, T. W. Beck, J. A. Organiscak, Y. Zheng

The U.S. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)’s Pittsburgh Mining Research Division (PMRD) recently developed a series of models using computational fluid dynamics (CFD) to study gas distribution around a continuous mining machine with various fan-powered flooded bed scrubber discharge configurations in an exhaust curtain working face. CFD models utilizing species transport model without reactions in FLUENT were constructed to evaluate the redirection of scrubber discharge toward the mining face rather than behind the return curtain. The study illustrates the gas distribution in the slab (second) cut. The following scenarios are considered in this study: 100 percent of the discharge redirected back toward the face on the off-curtain side; 100 percent of the discharge redirected back toward the face, but divided equally to both sides; and 15 percent of the discharge redirected toward the face on the off-curtain side, with 85 percent directed toward the return curtain. These models are compared against a model with a conventional scrubber discharge where air is directed away from the face into the return. The models were validated against experimental data, proving to accurately predict sulfur hexafluoride (SF6 ) gas levels at four gas monitoring locations. This study includes a predictive simulation examining a 45° scrubber angle compared with the 23° angle for the 100 percent redirected, equally divided case. This paper describes the validation of the CFD models based on experimental data of the gas distribution results.

Jan 1, 2018

By M. E. Buzon, M. E. Gunter, B. D. McNamee

A Google search on talc asbestos yields more than 500,000 hits due to the growing number of civil lawsuits in this area. Historically, the litigation was centered on amphibole-containing industrial talc. There was no debate these talcs contained amphiboles, but the issue was the definition of asbestos and whether the amphiboles had an asbestiform habit. Ultramafic-hosted talcs, however, are formed in such a way as to not favor the formation of amphiboles in the talc, but they can occur in the surrounding black-wall. In these deposits, the serpentinite host rock is in direct contact with the talc, therefore, allegations can be made that non-asbestiform amphiboles or non-regulated serpentine group minerals can occur in the final products. We analyzed talcs from both metamorphosed carbonate- and ultramafic-hosted talc deposits using polarized light microscopy (PLM), scanning electron microscopy (SEM) with energy-dispersive spectroscopy (EDS), electron microprobe (EPMA) with wavelengthdispersive spectroscopy (WDS), transmission electron microscopy (TEM) with EDS, and powder X-ray diffraction (XRD). Compositions of minerals determined by EDS alone are not sufficient to confidently identify asbestos, despite common practices by some researchers. We emphasize, using both historical samples, and analyses of currently contested minerals, the importance of determining both the structure and composition of a mineral, as well as defining its morphology, before concluding whether it is asbestos.

Jan 1, 2018

By J. F. Burr, D. Snyder, W. Calder

This paper provides a determination of the equivalent level of protection of the international standards relative to similar criteria used by the U.S. Mine Safety and Health Administration (MSHA) to approve two-fault intrinsically safe (IS) stand-alone equipment. U.S. mining law requires such a determination for MSHA to use alternatives to existing standards. The primary issue is to demonstrate that the international standards for equipment evaluation will provide at least the same level of protection for miners as the document currently used by MSHA.

Jan 1, 2018

By M. Hepokoski, M. Klein, D. S. Yantek, L. Yan

Research by the U.S. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) has shown that heat/humidity buildup is a major concern within coal mine refuge alternatives. High temperature and humidity levels inside a refuge alternative may expose occupants to heat stress. Due to the safety risks associated with testing using human subjects, NIOSH partnered with ThermoAnalytics Inc. to create detailed thermal simulation models of refuge alternatives with human occupants. The objective of this effort was to predict a miner’s core temperature response and moisture loss in environments that may be encountered in a coal mine refuge alternative. These parameters were studied across a range of temperatures and relative humidity values to determine if the current 35 °C (95 °F) apparent temperature limit for refuge alternatives is reasonable. The results indicate that the apparent temperature limit is protective, provided that miners are supplied with sufficient water. The results also indicate that the body core temperature does not reach dangerous levels even at an apparent temperature of 54 °C (130 °F). However, the results show that moisture loss increases with apparent temperature. Therefore, if the apparent temperature limit were raised, the water provided in a refuge alternative would have to be increased to offset moisture loss.

Jan 1, 2018

By COLIN A. LAWRENCE, Anthony Del Vescovo

All Rights Reserved. Printed in the United States of America. Information contained in this work has been obtained by SME, Inc. from sources believed to be reliable. However, neither SME nor its authors guarantee the accuracy or completeness of any information published herein, and neither SME nor its authors shall be responsible for any errors, omissions, or damages arising out of use of this information. This work is published with the understanding that SME and its authors are supplying information but are not attempting to render engineering or other professional services. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without the prior written permission of the publisher. Any statement or views presented here are those of individual authors and are not necessarily those of the SME. The mention of trade names for commercial products does not imply the approval or endorsement of SME.

Dec 1, 2017

By Marcos Felipe Macêdo Cardoso

Com o aumento dos investimentos energéticos na região amazônica, surge a necessidade de recapacitação das linhas de transmissão existentes, a fim de mitigar as interrupções de fornecimento de energia para os grandes centros urbanos. Dentro deste contexto, as ligas termorresistentes possuem alta capacidade de transmissão de eletricidade, propondo-se avaliar a influência do tratamento térmico sobre as propriedades da liga Al-0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe modificada pelo teor de 0,15%Zr. Os lingotes foram obtidos por fundição direta em coquilha metálica, usinados e envelhecidos artificialmente por 04 (quatro) horas a 150ºC e comparado seus resultados para a mesma liga sem tratamento. A influência do tratamento térmico foi avaliada através da caracterização macroestrutural, elétrica (ensaio de resistividade) e mecânica (ensaio de tração). Foi selecionado o diâmetro que apresentou os melhores resultados nos ensaios, para realização dos testes de termorresistividade, segundo o Protocolo COPEL e a Norma ASTM B941-10. O tratamento térmico provocou ligeiro aumento nos valores de condutividade elétrica e limite de resistência à tração (LRT), sem alteração da macroestrutura. Como destaque, o diâmetro 3,0 mm apresentou os melhores resultados de LRT e condutividade, cujos fios foram caracterizados como termorresistentes com e sem tratamento térmico segundo o Protocolo Copel, e somente os fios com tratamento térmico segundo a norma ASTM B941-10.

Oct 30, 2017

By Herrmann Flor

In steelmaking process, where up to 70% of variable cost of finished product is already incurred, energy and refractory costs account for 45-50% of the cost of production of crude steel and contribute significantly to the carbon footprint of the end product. Any attempt to control and reduce these costs will automatically lead to more competiveness and reduced carbon emissions. Leading the technology for ECOPLANT (characterized by the fact that the economic and ecological benefits are integral part of our products), SMS has developed innovative solutions which can be applied to both new and existing plants alike. This paper reviews one of the electrical and automation concepts. Tackling the secondary gas cleaning system and hence being applicable to almost all steel plants, the X-Pact® Gas Cleaning Assistant optimizes the control of individual dampers based on modelling of fluid resistances of ductwork in gas cleaning system. It guarantees the best dust removal from work place at minimum energy consumption.

Oct 30, 2017

By Walmir Pereira de Amorim Junior

Imersas em um mercado em constante mudança, as empresas têm seguido em uma busca contínua pela melhoria de seus processos. Diante disso, nos últimos 2 anos, o segmento de Aços Planos da ArcelorMittal Brasil vem passando por um processo de transformação, revisitando e reestruturando seus processos internos. Na área de planejamento um dos itens avaliados foi o processo de Planejamento de Vendas e Operações – Sales and Operations Planning (S&OP). O objetivo desse trabalho é a apresentação do novo modelo de S&OP da ArcelorMittal Brasil – Aços Planos, seus benefícios, e ferramentas utilizadas para suportar essa evolução: o SAP Integrated Business Planning for S&OP e a plataforma de colaboração SAP Jam, responsável por orquestrar todo fluxo de S&OP e as interações entre as diversas áreas envolvidas. O novo processo foi baseado nos conceitos existentes na literatura e também é objeto desse artigo. Além disso, no projeto de implementação do SAP IBP e SAP Jam foram utilizadas a Metodologia de Gerenciamento de Projetos baseada nas melhores práticas descritas pelo PMBOK (Project Management Body of Knowledge) do PMI (Project Management Institute) e a Metodologia SAP Activate para a implementação dos produtos. Como resultado da implantação desse projeto, foram obtidos vários benefícios, sendo alguns deles já atingidos e outros a serem capturados após o período de adaptação e estabilização dos processos e ferramentas.

Oct 30, 2017

By Steven Gillgrass

Gerdau Monroe has installed and commissioned the Tallman Supersonic Carbon Injection system (TSCi™) for use in their 135-ton Electric Arc Furnace (EAF) located in Monroe, MI. TSCi™ is an innovative injection system with the primary aim of improving injection carbon delivery to the steel bath by increasing efficiency. It is proven technology with installations at numerous steelmaking facilities all over the world. Results from installation and commissioning of TSCi™ at Gerdau Monroe will be reported as well as on-going trials and optimization efforts. Standard injection systems deliver carbonaceous material from a vessel to the EAF using air where it is injected through a lance pipe or oxy-fuel burner. Using this method, material delivery to the EAF is limited by the pressure and velocity of the transport air. Loss of efficiency can be observed by looking at the quality of the injection carbon stream during operation or by measuring loss on ignition of EAF slag or off-gas system dust. TSCi™ uses a patented design and proprietary technology to improve delivery of carbonaceous material to the EAF. Using this method, savings at Gerdau Monroe were realized by reducing the amount of carbon used in each heat while maintaining or improving upon existing foamy slag practice. As well, significant savings were achieved as a result of reduced FeO content in the slag and improved recovery of iron. Additional savings can be realized by using a smaller mesh material to take advantage of lower material cost and higher injected surface area. Other inherent benefits to improved injection carbon include lower energy and electrode consumption, reduced refractory wear and reduced maintenance cost.

Oct 30, 2017

By Talita Gama de Sousa

Determinadas aplicações de magnetos pulsados ocorrem sob a ação de campos magnéticos elevados, (= 100 T). Esses campos provocam efeitos tais como, elevadas tensões tangenciais (hoop stress) produzidas pela força de Lorentz e conversão de parte da energia elétrica em calor (efeito Joule) que deterioram o material. Assim uma combinação de alta resistência mecânica (> 1 GPa) e alta condutividade elétrica (mínimo de 70% IACS International Annealed Copper Standard) é necessária por parte destes materiais. No presente trabalho, foram desenvolvidos fios condutores para possível utilização em magnetos pulsados. O cobre e a liga nióbio-titânio foram escolhidos por possuírem boa condutividade elétrica e boa resistência mecânica, respectivamente; além de serem imiscíveis na temperatura ambiente. Inicialmente foram utilizados fios de cobre puro e Cu/NbTi, os quais foram convertidos em fios por trefilação. Após o processamento, os fios foram introduzidos em tarugos de cobre OFHC (Oxigen Free High Conductivity) e reprocessados. Foram produzidos 2 compósitos variando os tratamentos térmicos. Os compósitos obtiveram uma satisfatória interação matriz/filamento, o que melhor combinou propriedades mecânicas e elétricas foi o que atingiu limite de resistência de 547,8 MPa e condutividade 85,98% IACS.

Oct 30, 2017

By Manara Nogueira Quintino

No processo de produção de ferro e aço, uma grande quantidade de resíduos é gerada. Esses resíduos e coprodutos contêm consideráveis quantidades de ferro e carbono, que podem ser reaproveitados, ajudando a reduzir a poluição ambiental que pode surgir devido ao descarte inadequado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o potencial energético contido em um resíduo siderúrgico, quando misturado à biomassa. Por meio de análise termogravimétrica e cinética (método Coats – Redfern) amostras com diferentes proporções de resíduo metalúrgico, biomassa de capim elefante e carvão vegetal foram estudadas. A amostra com menor tamanho de grão e maior quantidade de resíduo foi a que apresentou melhor perda de massa ao final do experimento, apesar de não ter apresentado o melhor resultado antes da faixa isotérmica do experimento. Contudo, a quantidade de capim elefante se mostrou relevante na performance da queima.

Oct 30, 2017

By Ron Webber

With the difficult economic challenges currently facing the steel industry, it is essential to perform a complete analysis when determining which rolls to purchase. A properly designed “Total Cost of Ownership” model can result in significant savings. This paper will review the costs associated with rolls in both Hot Strip and Cold Strip Mills. The multitude of factors that must be considered in performing a complete analysis for the roll purchasing process will be discussed. Models for both Hot Strip and Cold Mills will be presented. Examples where traditional analysis can lead to expensive, incorrect decisions will be presented.

Oct 30, 2017

By João Vitor Mokan

O presente trabalho avalia o efeito das camadas de conversão a base de CrVI e CrIII aplicadas na superfície de arames galvanizados por imersão a quente. As bitolas testadas foram 1,24mm, 1,65mm e 3,00mm, utilizando os ensaios de Névoa Salina e Câmara Úmida, avaliando o aspecto superficial dos arames após 1, 3, 6, 24 e 28 horas de exposição ao ambiente agressivo. Pode ser observado que o ensaio de Névoa Salina é pouco indicado para avaliar a oxidação superficial do arame em função de sua agressividade. Os resultados foram melhor interpretados utilizando o ensaio de Câmara Úmida. Inicialmente os arames recobertos por uma camada de conversão a base de CrIII apresentaram desempenho levemente superior àqueles recobertos por CrVI, considerando os mesmos tempos de exposição. Após seis horas os arames galvanizados apresentaram comportamentos semelhantes. O arame galvanizado com maior resistência a oxidação foi aquele protegido com CrIII, porém com o passar do tempo os dois tipos de revestimento se equivalem.

Oct 30, 2017

By Juliana Cecília Costa Ribeiro Vieira

As operações de amostragem de qualquer atividade que necessite de controle de qualidade são fundamentais tanto para fins de garantia da qualidade quanto para efeito comercial dos produtos. Na mineração de ferro não é diferente. Uma amostragem que carregue um vício de 0,20% no teor de Fe (%) pode representar uma perda de faturamento de aproximadamente US$226 mil para cada milhão de toneladas comercializadas aos preços atuais. Para fazer um bom plano de amostragem é necessário conhecer o grau de heterogeneidade ou variação de qualidade (sW) do minério a ser amostrado. Segundo Pierre Maurice Gy, um dos mais renomados especialistas em amostragem de minérios em geral, a forma mais indicada para estimar a sW é o método do variograma. Neste trabalho usamos a metodologia do variograma, com base na Norma Técnica ABNT ISO 3084:2003, para estimar a sW do minério tipo Sinter Feed produzido na Mina de Serra Azul da ArcelorMittal.

Oct 30, 2017

By Vinícius da Silva Madruga

Os processos de lingotamento contínuo e de lingotamento convencional apresentam diferenças na solidificação dos aços, esse fato tem impacto na distribuição, quantidade e forma de inclusões de óxidos e sulfetos. O objetivo desse trabalho é verificar de que maneira tais diferenças influenciam na distribuição dos sulfetos ao longo do aço solidificado de qualidade SAE 1050. Para isso, 20 amostras foram retiradas de eixos forjados e barras laminadas, produtos conformados de origem do lingotamento convencional e do lingotamento contínuo, respectivamente. As amostras foram analisadas em microscópio ótico e microscópio eletrônico de varredura no modo de análise automatizada de partículas. Através das imagens e de dados numéricos obtidos, foi visto que nas amostras de barra laminada há grande quantidade de sulfetos, se analisada na seção longitudinal, em relação às amostras de eixo forjado. Analisando na seção transversal, foram detectados menos sulfetos devido ao alinhamento dos mesmos. Entre as amostras de eixo forjado, a área ocupada pelos sulfetos é maior no pé do lingote, reduzindo em direção à cabeça, apesar de a cabeça apresentar mais sulfetos. Tais diferenças foram atribuídas à taxa de resfriamento, à seção transversal do produto e ao processo, que variam entre os dois tipos de lingotamento.

Oct 30, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Os aços inoxidáveis duplex caracterizam-se por apresentarem microestrutura bifásica, ferrítica-austenítica. A fração volumétrica ideal das fases é 50% de ferrita e 50% de austenita, entretanto, essa condição é de difícil obtenção quando realiza-se a união por soldagem a arco desses materiais. Neste trabalho estudou-se as melhores práticas de soldagem do aço inoxidável duplex UNS S31803 garantindo a obtenção de frações volumétricas ideais de ferrita e austenita. Foi soldado um corpo de prova pelos processos TIG e MIG-MAG. Para esse corpo de prova foi realizada a soldagem de um passe de raiz e um passe de reforço através do processo TIG e o preenchimento da junta através do processo MIG-MAG. Foram realizados os seguintes ensaios no corpo de prova: micrografia (metal base, ZAC face, ZAC raiz, face da Zona Fundida e raiz da Zona Fundida), medição da fração volumétrica de ferrita, microdureza Vickers (HV500), ensaio de tração da junta soldada, dobramento guiado, Charpy e ensaio de corrosão por pitting.

Oct 30, 2017

By Osvaldo Guilherme Comineli

While the hot cracking of Cu-containing steels is a serious and widely known problem for the industry, the literature reports that copper only slightly impairs the hot-ductility measured in laboratory. A distinction is drawn between hot ductility and hot shortness and the respective cracking operating mechanism involved at the respective range of temperature. The representability of the laboratory assessment of hot cracking of Cu-containing steels by hot tensile tests compared with actual results in industrial practice is discussed. The effectiveness of the variable affecting in each cracking mechanism and respective temperature range, focused in improving the hot cracking assessment of Cu-steels and the relative importance of oxidation will also be discussed. It is concluded that the hot tensile test in argon might be a good simulation if properly interpreted and that the role of oxidation is secondary in causing hot shortness. A schematic diagram for the hot tensile test is proposed.

Oct 30, 2017

By Andressa Pereira dos Reis Croucillo

O desenvolvimento de impressoras 3D permitiu uma maior produção de peças e próteses médicas provenientes de polímeros termoplásticos como PLA e ABS, para produção de filamentos. Este trabalho avaliou as características mecânicas de próteses impressas, em determinada temperatura, de filamento PLA. Foram impressos diversos corpos de provas, para a realização de testes de tração, verificando que a configuração com densidade 100%, espessura de 0,4 mm e direção de impressão de 45° e 135° apresentou melhor resultado de resistência mecânica. Realizaram-se também, simulações matemáticas para análise de resistência à queda e flambagem. O conjunto de testes físicos e matemáticos determinou que o PLA não atendeu os requisitos para aplicação deste como próteses.

Oct 30, 2017

By Andrea Pezza

The steel market is experiencing a difficult conjuncture: on the one hand steel producers minimize their investments while optimizing their over- production, on the other hand suppliers reduce their internal human resources and capacity in order to overcome the instability of the new era. A return to the steel production levels of the past is not expected in the short term. Research, development and plant concept optimization is one recipe to drive the future of the steel business. This article describes a new concept for a VOD plant developed as a result of thorough investigation and assessment of all possible solutions. A joint and tight cooperation with the final customer was necessary to reaching important results. This article consists of the contributions from the plant suppliers in terms of their experience and feedback, as well as the final user’s. The final customer, voestalpine Giesserei Linz GmbH, and the plant supplier, Primetals Technologies, are both worldwide players and highly focused on reaching best quality and innovation.

Oct 30, 2017